高分子物理课后习题答案金日光_华幼卿_第三版_

第1章 高分子链的结构1. 写出聚氯丁二烯的各种可能构型。

略2. 构型与构象有何区别？聚丙烯分子链中碳－碳单键是可以旋转的，通过单建的内旋转是否可以使全同立构的聚丙烯变为间同立构的聚丙烯？为什么?答：构型：是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。

构象：由于分子中的单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。

全同立构聚丙烯与间同立聚丙烯是两种不同构型，必须有化学键的断裂和重排。

3. 为什么等规立构聚苯乙烯分子链在晶体中呈31螺旋构象，而间规立构聚氯乙稀分子链在晶体中呈平面锯齿构象？答：因为等规PS 上的苯基基团体积较大，为了使体积较大的侧基互不干扰，必须通过C －C 键的旋转加大苯基之间的距离，才能满足晶体中分子链构象能量最低原则；对于间规PVC 而言，由于氢原子体积小，原子间二级近程排斥力小，所以，晶体中分子链呈全反式平面锯齿构象时能量最低。

4. 哪些参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征？答： 空间位阻参数δ212,20⎥⎦⎤⎢⎣⎡=r f h h δ δ越大,柔顺性越差；δ越小，柔顺性越好； 特征比C n 220nl h c n =对于自由连接链 c n =1对于完全伸直链c n =n ，当n→∞时，c n 可定义为c ∞，c ∞越小，柔顺性越好。

链段长度b ：链段逾短，柔顺性逾好。

5. 聚乙烯分子链上没有侧基，内旋转位能不大，柔顺型好。

该聚合物为什么室温下为塑料而不是橡胶？答：因为聚乙烯结构规整，易结晶，故具备了塑料的性质，室温下聚乙烯为塑料而不是橡胶。

6. 从结构出发，简述下列各组聚合物的性能差异：(1) 聚丙烯腈与碳纤维；线性高分子 梯形高分子(2)无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯；非晶高分子 结晶性高分子(3)顺式聚1,4-异戊二烯(天然橡胶)与反式聚1,4-异戊二烯;柔性(4)高密度聚乙烯、低密度聚乙烯与交联聚乙烯。

高密度聚乙烯为平面锯齿状链，为线型分子，模量高，渗透性小，结晶度高，具有好的拉伸强度、劲度、耐久性、韧性；低密度聚乙烯支化度高于高密度聚乙烯（每1000个主链C 原子中约含15～35个短支链），结晶度较低，具有一定的韧性，放水和隔热性能较好；交联聚乙烯形成了立体网状的结构，因此在韧性、强度、耐热性等方面都较高密度聚乙烯和低密度聚乙烯要好。

高分子物理第三版课后答案【篇一：何曼君高分子物理第三版课后习题答案】>1 写出由取代的二烯（1，3丁二烯衍生物）ch3chchchcooch3经加聚反应得到的聚合物，若只考虑单体的1，4-加成，和单体头-尾相接，则理论上可有几种立体异构体？解：该单体经1，4-加聚后，且只考虑单体的头-尾相接，可得到下面在一个结构单元中含有三个不对称点的聚合物：chchcooch3ch3n即含有两种不对称碳原子和一个碳-碳双键，理论上可有8种具有三重有规立构的聚合物。

2 今有一种聚乙烯醇，若经缩醛化处理后，发现有14%左右的羟基未反应，若用hio4氧化，可得到丙酮和乙酸。

由以上实验事实，则关于此种聚乙烯醇中单体的键接方式可得到什么结论？解：若单体是头-尾连接，经缩醛化处理后，大分子链中可形成稳定的六元环，因而只留下少量未反应的羟基：ch2ch2ch2ch2ch2och2ch2choh同时若用hio4氧化处理时，可得到乙酸和丙酮：ch2ohch2ohch2ohch3ooh+ch3若单体为头-头或尾-尾连接，则缩醛化时不易形成较不稳定的五元环，因之未反应的oh基数应更多（14%），而且经hio4氧化处理时，也得不到丙酮：ch2ohohch2ch2oho2oohchoch2chch2ch22oohch2ohohch2ch2ohch3ooh+oho可见聚乙烯醇高分子链中，单体主要为头-尾键接方式。

3 氯乙烯（ch2chcl）和偏氯乙烯（ch2ccl2）的共聚物，经脱除hcl和裂解后，产物有：clclclcl，clcl等，其比例大致为10：1：1：10（重量），由以上事实，则对这两种单体在共聚物的序列分布可得到什么结论？解：这两种单体在共聚物中的排列方式有四种情况（为简化起见只考虑三单元）：ch2cl(v)+ch2cl(d)clvvddvvddvdvdclclcl这四种排列方式的裂解产物分别应为：，，cl，clcl而实验得到这四种裂解产物的组成是10：1：1：10，可见原共聚物中主要为：vvv、ddd的序列分布，而其余两种情况的无规链节很少。

第1章高分子的链结构 1.写出聚氯丁二烯的各种可能构型. 1.写出聚氯丁二烯的各种可能构型. 写出聚氯丁二烯的各种可能构型等. 2.构象与构型有何区别?聚丙烯分子链中碳—碳单键是可以旋转的,通过单键构象与构型有何区别?聚丙烯分子链中碳—碳单键是可以旋转的, 的内旋转是否可以使全同立构聚丙烯变为间同立构聚丙烯?为什么? 的内旋转是否可以使全同立构聚丙烯变为间同立构聚丙烯?为什么? :(1 区别: 答:(1)区别:构象是由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化,而构型则是分子中由化学键所固定的原子在空间的排列; 变化,而构型则是分子中由化学键所固定的原子在空间的排列;构象的改变不需打破化学键,而构型的改变必须断裂化学键. 需打破化学键,而构型的改变必须断裂化学键. 不能, 碳单键的旋转只能改变构象,却没有断裂化学键, (2)不能,碳-碳单键的旋转只能改变构象,却没有断裂化学键,所以不能改变构型,而全同立构聚丙烯与间同立构聚丙烯是不同的构型. 变构型,而全同立构聚丙烯与间同立构聚丙烯是不同的构型. 3.为什么等规立构聚丙乙烯分子链在晶体中呈螺旋构象,而间规立构聚氯乙 3.为什么等规立构聚丙乙烯分子链在晶体中呈 31 螺旋构象,而间规立构聚氯乙烯分子链在晶体中呈平面锯齿构象? 烯分子链在晶体中呈平面锯齿构象? 由于等归立构聚苯乙烯的两个苯环距离比其范德华半径总和小, 答(1)由于等归立构聚苯乙烯的两个苯环距离比其范德华半径总和小,产生排斥作用,使平面锯齿形(…ttt…)构象极不稳定, 键的旋转,斥作用,使平面锯齿形(…ttt…)构象极不稳定,必须通过 C-C 键的旋转,形螺旋构象,才能满足晶体分子链构象能最低原则. 成 31 螺旋构象,才能满足晶体分子链构象能最低原则. 由于间规聚氯乙烯的氯取代基分得较开,相互间距离比范德华半径大, (2)由于间规聚氯乙烯的氯取代基分得较开,相互间距离比范德华半径大,所以平面锯齿形构象是能量最低的构象. 以平面锯齿形构象是能量最低的构象. 4.哪些参数可以表征高分子链的柔顺性?如何表征? 4.哪些参数可以表征高分子链的柔顺性?如何表征? 哪些参数可以表征高分子链的柔顺性值愈大,柔顺性愈差; 答:(1)空间位阻参数(或称刚性因子) , 值愈大,柔顺性愈差; :(1 空间位阻参数(或称刚性因子) Cn, 值越小,链的柔顺性越好; (2)特征比 Cn,Cn 值越小,链的柔顺性越好; 值愈小,链愈柔顺. (3)连段长度 b,b 值愈小,链愈柔顺. 聚乙烯分子链上没有侧基,内旋转位能不大,柔顺性好性好. 5.聚乙烯分子链上没有侧基,内旋转位能不大,柔顺性好.该聚合物为什么室温下为塑料而不是橡胶? 温下为塑料而不是橡胶? 这是由于聚乙烯分子对称性好,容易结晶,从而失去弹性, 答:这是由于聚乙烯分子对称性好,容易结晶,从而失去弹性,因而在室温下为塑料而不是橡胶. 为塑料而不是橡胶. 6.从结构出发简述下列各组聚合物的性能差异: 从结构出发, 6.从结构出发,简述下列各组聚合物的性能差异: 聚丙烯睛与碳纤维; (1)聚丙烯睛与碳纤维; 无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯; (2)无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯; 异戊二烯(天然橡胶) 异戊二烯(杜仲橡胶). (3)顺式聚 1,4-异戊二烯(天然橡胶)与反式聚 1,4-异戊二烯(杜仲橡胶). 高密度聚乙烯,低密度聚乙烯与交联聚乙烯. (4)高密度聚乙烯,低密度聚乙烯与交联聚乙烯. 7.比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释. 7.比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释. 比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释解: 8.某单烯类聚合物的聚合度为 104, 8.某单烯类聚合物的聚合度为 104, 试估算分子链完全伸展时的长度是其均方根末端距的多少倍?(假定该分子链为自由旋转链.) ?(假定该分子链为自由旋转链末端距的多少倍?(假定该分子链为自由旋转链.) 答:81.6 倍 9.无规聚丙烯在环己烷或甲苯中,30℃时测得的空间位阻参数(即刚性因子) 9.无规聚丙烯在环己烷或甲苯中,30℃时测得的空间位阻参数(即刚性因子) 无规聚丙烯在环己烷或甲苯中时测得的空间位阻参数δ=1.76,试计算其等效自由连接链长度已知碳— 0.154nm,键角为δ=1.76,试计算其等效自由连接链长度 b(已知碳—碳键长为 0.154nm,键角为109.5°). 109.5°). 解:b=1.17nm 10.某聚苯乙烯试样的分子量为 416000,试估算其无扰链的均方末端距( 10.某聚苯乙烯试样的分子量为 416000,试估算其无扰链的均方末端距(已知特征比 Cn=12). Cn=12). 2276.8nm2. 答:均方末端距为 2276.8nm2. 第2章聚合物的凝聚态结构 1.名词解释 1.名词解释凝聚态,内聚能密度,晶系,结晶度,取向,高分子合金的相容性. 凝聚态,内聚能密度,晶系,结晶度,取向,高分子合金的相容性. 凝聚态:为物质的物理状态, 凝聚态:为物质的物理状态,是根据物质的分子运动在宏观力学性能上的表现来区分的,通常包括固体,液体和气体. 来区分的,通常包括固体,液体和气体. 内聚能密度: 定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量,单位: 内聚能密度:CED 定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量,单位: 晶系:根据晶体的特征对称元素所进行的分类. 晶系:根据晶体的特征对称元素所进行的分类. 结晶度:试样中的结晶部分所占的质量分数( 结晶度:试样中的结晶部分所占的质量分数(质量结晶度积结晶度 ). 取向:聚合物的取向是指在某种外力作用下, 取向:聚合物的取向是指在某种外力作用下,分子链或其他结构单元沿着外力作用方向的择优排列. 作用方向的择优排列. 高分子合金的相容性:两种或两种以上高分子, 高分子合金的相容性:两种或两种以上高分子,通过共混形成微观结构均一程度不等的共混物所具有的亲和性. 度不等的共混物所具有的亲和性. 2.什么叫内聚能密度?它与分子间作用力的关系如何?如何测定聚合物的内聚什么叫内聚能密度?它与分子间作用力的关系如何? 能密度? 能密度? :(1 内聚能密度: 定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量,单位:答:(1)内聚能密度:CED 定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量,单位: )或者体积分数(体或者体积分数( (2)内聚能密度在 300 能密度在 400 以下的聚合物,分子间作用力主要是色散力; 以下的聚合物,分子间作用力主要是色散力;内聚以上的聚合物, 以上的聚合物,分子链上有强的极性基团或者分子间能形成之间的聚合物,分子间相互作用居中. 之间的聚合物,分子间相互作用居中. 氢键; 300氢键;内聚能密度在 300-400 3.聚合物在不同条件下结晶时,可能得到哪几种主要的结晶形态?各种结晶形 3.聚合物在不同条件下结晶时,可能得到哪几种主要的结晶形态? 聚合物在不同条件下结晶时态的特征是什么? 态的特征是什么? :(1 可能得到的结晶形态:单晶,树枝晶,球晶,纤维状晶,串晶,柱晶, 答:(1)可能得到的结晶形态:单晶,树枝晶,球晶,纤维状晶,串晶,柱晶, 伸直链晶体; 伸直链晶体; 形态特征: (2)形态特征: 单晶:分子链垂直于片晶平面排列, 左右; 单晶:分子链垂直于片晶平面排列,晶片厚度一般只有 10nm 左右; 树枝晶:许多单晶片在特定方向上的择优生长与堆积形成树枝状; 树枝晶:许多单晶片在特定方向上的择优生长与堆积形成树枝状; 球晶:呈圆球状, 正交偏光显微镜下呈现特有的黑十字消光, 球晶:呈圆球状,在正交偏光显微镜下呈现特有的黑十字消光,有些出现同心环; 纤维状晶:晶体呈纤维状,长度大大超过高分子链的长度; 纤维状晶:晶体呈纤维状,长度大大超过高分子链的长度; 串晶:在电子显微镜下,串晶形如串珠; 串晶: 在电子显微镜下, 串晶形如串珠; 柱晶:中心贯穿有伸直链晶体的扁球晶,呈柱状; 柱晶:中心贯穿有伸直链晶体的扁球晶,呈柱状; 伸直链晶体:高分子链伸展排列晶片厚度与分子链长度相当. 伸直链晶体:高分子链伸展排列晶片厚度与分子链长度相当. 4.测定聚合物的结晶度的方法有哪几种?简述其基本原理. 4.测定聚合物的结晶度的方法有哪几种?简述其基本原理.不同方法测得的结测定聚合物的结晶度的方法有哪几种晶度是否相同?为什么? 晶度是否相同?为什么? ;(2 答:(1)密度法,X 射线衍射法,量热法;(2)密度法的依据:分子链在晶区 :(1 密度法, 射线衍射法,量热法;( 密度法的依据: 规整堆砌,故晶区密度大于非晶区密度; 射线衍射法的依据: 规整堆砌,故晶区密度大于非晶区密度;X 射线衍射法的依据:总的相干散射强度等于晶区和非晶区相干散射强度之和量热法的依据: 射强度之和; 度等于晶区和非晶区相干散射强度之和;量热法的依据:根据聚合物熔融过程中的热效应来测定结晶度的方法.( 不同, .(3 中的热效应来测定结晶度的方法.(3)不同,因为结晶度的概念缺乏明确的物理意义,晶区和非晶区的界限很不明确,无法准确测定结晶部分的量, 理意义,晶区和非晶区的界限很不明确,无法准确测定结晶部分的量,所以其数值随测定方法不同而不同. 数值随测定方法不同而不同. 5.高分子液晶的分子结构有何特点?根据分子排列有序性的不同, 5.高分子液晶的分子结构有何特点?根据分子排列有序性的不同,液晶可以分高分子液晶的分子结构有何特点为哪几种晶型?如何表征? 为哪几种晶型?如何表征? :(1 高分子液晶分子结构特点: 答:(1)高分子液晶分子结构特点: 分子主干部分是棒状(筷形),平面状(碟形)或曲面片状(碗形) ),平面状 1. 分子主干部分是棒状(筷形),平面状(碟形)或曲面片状(碗形)的刚性结构,以细长棒状最为常见;b.分子中含有对位苯撑强极性基团, 分子中含有对位苯撑, 刚性结构,以细长棒状最为常见;b.分子中含有对位苯撑,强极性基团, 可高度极化或可形成氢键的基团,因而在液态下具有维持分子作某种有可高度极化或可形成氢键的基团,因而在液态下具有维持分子作某种有序排列所需要的凝聚力;c.分子上可能含有一定的柔性结构分子上可能含有一定的柔性结构. 序排列所需要的凝聚力;c.分子上可能含有一定的柔性结构. 表示; (2)液晶晶型:a.完全没有平移有序—向列相即 N 相,用单位矢量表示;b. 液晶晶型:a.完全没有平移有序—完全没有平移有序一维平移有序(层状液晶) c.手征性液晶手征性液晶, 一维平移有序(层状液晶)—近晶 A( )和近晶 C( );c.手征性液晶,包括胆甾相(Ch)和手征性近晶相;d.盘状液晶相. 胆甾相(Ch)和手征性近晶相;d.盘状液晶相. 盘状液晶相液晶态的表征一般为:a.偏光显微镜下用平行光系统观察 b.热分析法偏光显微镜下用平行光系统观察; 热分析法; (3)液晶态的表征一般为:a.偏光显微镜下用平行光系统观察;b.热分析法; 射线衍射; c.X 射线衍射; d.电子衍射e.核磁共振 f.电子自旋共振 g.流变学 h.流变光学电子衍射; 核磁共振; 电子自旋共振; 流变学; 流变光学. d.电子衍射;e.核磁共振;f.电子自旋共振;g.流变学;h.流变光学. 6.简述液晶高分子的研究现状,举例说明其应用价值. 6.简述液晶高分子的研究现状,举例说明其应用价值. 简述液晶高分子的研究现状液晶高分子被用于制造防弹衣,缆绳及航空航天器大型结构部件, 答:液晶高分子被用于制造防弹衣,缆绳及航空航天器大型结构部件,可用于新型的分子及原子复合材料,适用于光导纤维的被覆,微波炉件, 新型的分子及原子复合材料,适用于光导纤维的被覆,微波炉件,显示器件信息传递变电检测 7.取向度的测定方法有哪几种?举例说明聚合物取向的实际意义. 7.取向度的测定方法有哪几种?举例说明聚合物取向的实际意义. 取向度的测定方法有哪几种用光学显微镜测定双折射来计算;(2)用声速法测定;( ;(2)用声速法测定;(3 (1)用光学显微镜测定双折射来计算;(2)用声速法测定;(3)广角 X 射线衍射法;( 红外二向色性;( 偏正荧光法. ;(4 ;(5 射法;(4)红外二向色性;(5)偏正荧光法. 8.某结晶聚合物的注射制品中,靠近模具的皮层具有双折射现象,而制品内部 8.某结晶聚合物的注射制品中,靠近模具的皮层具有双折射现象,而制品内部某结晶聚合物的注射制品中黑十字,并且越靠近制品芯部, 用偏光显微镜观察发现有Maltese 黑十字,并且越靠近制品芯部,Maltese 黑十字越大.试解释产生上述现象的原因.如果降低模具的温度, 字越大.试解释产生上述现象的原因.如果降低模具的温度,皮层厚度将如何变化? 变化? (1 答: 1)由于形成球晶,球晶具有双折射现象,自然光经过偏振片变为偏振光, ( 由于形成球晶,球晶具有双折射现象,自然光经过偏振片变为偏振光, 通过球晶发生双折射,分成两束振动方向垂直的偏振光, 通过球晶发生双折射,分成两束振动方向垂直的偏振光,两束偏振光在与检偏镜平行方向上存在分量,分量速度不同,产生相位差而干涉, 镜平行方向上存在分量,分量速度不同,产生相位差而干涉,使呈现黑十字消光图像,制品外部与模具接触,冷却速度快, 光图像,制品外部与模具接触,冷却速度快,球晶来不及生长而成多层片晶或小球晶,而制品芯部温度高,结晶时间充分,生长为大球晶, 小球晶,而制品芯部温度高,结晶时间充分,生长为大球晶,因此消光图像更大. 降低温度会增加过冷度,缩短结晶时间,因而皮层厚度增加. (2)降低温度会增加过冷度,缩短结晶时间,因而皮层厚度增加. 9.采用"共聚" 9.采用"共聚"和"共混"方法进行聚合物改性有何异同点? 采用共混"方法进行聚合物改性有何异同点? 解 :略 . 10.简述提高高分子合金相容性的手段 10.简述提高高分子合金相容性的手段提高高分子合金的相容性一般用加入第三组分增溶剂的方法. 答:提高高分子合金的相容性一般用加入第三组分增溶剂的方法. 两种高分子化学组成相同的嵌段或接枝共聚物, 增溶剂可以是与 A,B 两种高分子化学组成相同的嵌段或接枝共聚物,也可以是的化学组成不同但能分别与之相容的嵌段或接枝共聚物. 与 A,B 的化学组成不同但能分别与之相容的嵌段或接枝共聚物. 11.某一聚合物完全结晶时的密度为 0.936g/cm3,完全非晶态的密度为 11.某一聚合物完全结晶时的密度为 0.936g/cm3,完全非晶态的密度为 0.854g/cm3,现知该聚合物的实际密度为 0.900g/cm3,试问其体试问其体积结晶度应为多 0.854g/cm3,现知该聚合物的实际密度为 0.900g/cm3,试问其体积结晶度应为多少? 0.561) (体积结晶度为 0.561) 12.已知聚乙烯晶体属斜方晶系其晶胞参数 a=0.738nm,b=0.495nm,c=0.254nm. 已知聚乙烯晶体属斜方晶系, 12.已知聚乙烯晶体属斜方晶系, (1)根据晶胞参数验证聚乙烯分子链在晶体中为平面锯齿形构象; 根据晶胞参数, (1)根据晶胞参数,验证聚乙烯分子链在晶体中为平面锯齿形构象; (2)若聚乙烯无定形部分的密度ρa=0.83g/cm3,试计算密度 (2)若聚乙烯无定形部分的密度ρa=0.83g/cm3,试计算密度ρ=0.97g/cm3 聚乙烯试样的质量结晶度. 烯试样的质量结晶度. 13.用声波传播测定拉伸涤纶纤维的取向度. 13.用声波传播测定拉伸涤纶纤维的取向度.若试验得到分子链在纤维轴方向的用声波传播测定拉伸涤纶纤维的取向度 30.,试问该试样的取向度为多少? .,试问该试样的取向度为多少平均取向角为 30.,试问该试样的取向度为多少? 第3章高分子溶液 1.溶度参数的含义是什么? 溶度参数相近原理" 1.溶度参数的含义是什么?"溶度参数相近原理"判断溶剂对聚合物溶解能力溶度参数的含义是什么的依据是什么? 的依据是什么? :(1 溶度参数:是指内聚能密度的平方根; 答:(1)溶度参数:是指内聚能密度的平方根; (2)依据是: 依据是: 越好, 越好,又因为 ,因为溶解过程 >0, >0,要使 <0, <0, 越小 ?,所以与越相近就越小, 就越小,所以可用 "溶度参数相近原理"判断溶剂对聚合物的溶解能力. 溶度参数相近原理"判断溶剂对聚合物的溶解能力. 2.什么叫高分子溶液?它与理想溶液有何本质区别? 2.什么叫高分子θ溶液?它与理想溶液有何本质区别? :(1 溶液: 温度下( 温度), ),分答:(1)高分子θ溶液:是指高分子稀溶液在θ温度下(Flory 温度),分子链段间的作用力,分子链段与溶剂分子间的作用力, 子链段间的作用力,分子链段与溶剂分子间的作用力,溶剂分子间的作用力恰好相互抵消,形成无扰状态的溶液. 此时高分子—好相互抵消,形成无扰状态的溶液. 此时高分子—溶剂相互作用参数为 1/2, 0.( 内聚能密度为 0.(2)理想溶液三个作用力都为 0,而θ溶液三个作用力都不为 0,只是合力为 0. 3.Flory晶格模型理论推导高分子溶液混合熵时作了哪些假定溶液混合熵时作了哪些假定?3.Flory-Huggins 晶格模型理论推导高分子溶液混合熵时作了哪些假定?混合参数的物理意义是什么? 热表达式中 Huggins 参数的物理意义是什么? :(1 假定:a.溶液中分子排列也像晶体中一样为一种晶格排列;b.高分溶液中分子排列也像晶体中一样, 答:(1)假定:a.溶液中分子排列也像晶体中一样,为一种晶格排列;b.高分子链是柔性的,所有构象具有相同的能量;c.溶液中高分子链段" 溶液中高分子" 子链是柔性的,所有构象具有相同的能量;c.溶液中高分子"链段"是均匀分布的, 链段"占有任一格子的几率相同. 布的,即"链段"占有任一格子的几率相同. 物理意义: 映高分子与溶剂混合时相互作用能的变化. (2)物理意义:反映高分子与溶剂混合时相互作用能的变化. 4.什么叫排斥体积效应?Flory-Kingbuam 稀溶液理论较之晶格模型理论有何进 4.什么叫排斥体积效应?Flory什么叫排斥体积效应展? :(1 排斥体积效应:在高分子稀溶液中, 链段" 答:(1)排斥体积效应:在高分子稀溶液中,"链段"的分布实际上是不均匀高分子链以一个被溶剂化了的松懈的链球散布在纯溶剂中了的松懈的链球散布在纯溶剂中, 的,高分子链以一个被溶剂化了的松懈的链球散布在纯溶剂中,每个链球都占有一定的体积,它不能被其他分子的"链段"占有. 有一定的体积,它不能被其他分子的"链段"占有. 进展: 链段"间的排斥体积考虑进去,更符合实际.(2)进展:把"链段"间的排斥体积考虑进去,更符合实际. 5.高分子合金相分离机理有哪两种?比较其异同点. 5.高分子合金相分离机理有哪两种?比较其异同点. 高分子合金相分离机理有哪两种解 :略 . 6.苯乙烯-丁二烯共聚物(δ=16.7)难溶于戊烷(δ=14.4) 6.苯乙烯-丁二烯共聚物(δ=16.7)难溶于戊烷(δ=14.4)和醋酸乙烯苯乙烯δ=17.8).若选用上述两种溶剂的混合物, ).若选用上述两种溶剂的混合物 (δ=17.8).若选用上述两种溶剂的混合物,什么配比时对共聚物的溶解能力最佳? 最佳? 解: 7.计算下列三种情况下溶液的混合熵,讨论所得结果的意义. 7.计算下列三种情况下溶液的混合熵,讨论所得结果的意义. 计算下列三种情况下溶液的混合熵相混合(假定为理想溶液); (1)99e12 个小分子 A 与 1e8 个小分子 B 相混合(假定为理想溶液); 设每个大分子"链段"x=1e4) (2)99e12 个小分子 A 与 1e8 个小分子 B(设每个大分子"链段"数x=1e4)相混合(假定符合均匀场理论); 混合(假定符合均匀场理论); 相混合(假定为理想溶液). (3)99e12 个小分子 A 与 1e12 个小分子 B 相混合(假定为理想溶液). (1 (2 答 : 1) ( ; 2) ( ; 3) ( . 结果说明,绝大多数高分子溶液,即使在浓度小时, 结果说明,绝大多数高分子溶液,即使在浓度小时,性质也不服从理想溶液的规律, 规律,混合熵比小分子要大十几倍到数十倍,一个高分子在溶液中可以起到许多个小分子的比小分子要大十几倍到数十倍, 作用,高分子溶液性质与理想溶液性质偏差的原因在于分子量大, 作用,高分子溶液性质与理想溶液性质偏差的原因在于分子量大,分子链具有柔顺性,但一个高分子中每个链段是相互连接的, 连段数) 柔顺性,但一个高分子中每个链段是相互连接的,起不到 x(连段数)个小分子的作用, 个小分子来得小. 的作用,混合熵比xN 个小分子来得小. 8.在20℃将 108.在20℃将 10-5mol 的聚甲基丙烯酸甲酯 ( ρ=1.20g/cm3) =105, ρ=1.20g/cm3) 溶于 179g 氯仿( g/cm3) 试计算溶液的混合熵,混合热和混合自由能.( .(已氯仿(ρ=1.49 g/cm3)中,试计算溶液的混合熵,混合热和混合自由能.(已χ1=0.377) 知χ1=0.377) 答: ; ; 9.假定共混体系中,两组分聚合物(非极性或弱极性) 9.假定共混体系中,两组分聚合物(非极性或弱极性)的分子量不同但均为单假定共混体系中分散的,XA/XB=r.试写出计算临界共溶温度下组成关系的方程式共溶温度下组成关系的方程式, 分散的,XA/XB=r.试写出计算临界共溶温度下组成关系的方程式,画出 r 分别该体系的旋节线示意图. 为小于 1,等于 1 和大于 1 时,该体系的旋节线示意图. 第4章聚合物的分子量和分子量分布 1.什么叫分子量微分分布曲线和体积分布曲线?两者如何相互转换? 1.什么叫分子量微分分布曲线和体积分布曲线?两者如何相互转换? 什么叫分子量微分分布曲线和体积分布曲线 (1)微分分布曲线表示聚合物中分子量( 微分分布曲线: (1)微分分布曲线:表示聚合物中分子量(M)不同的各个级分所占的质量分数或摩尔分数[x(M)]; 或摩尔分数[x(M)]; 积分分布曲线: 积分分布曲线:表示聚合物中分子量小于和等于某一值的所有级分所占的质量曲线分数[I(M)] 分数[I(M)] 或摩尔分数. 或摩尔分数. 转换: 转换: 2.测定聚合物数均和重均分子量的方法有哪几种? 2.测定聚合物数均和重均分子量的方法有哪几种?每种方法适用的分子量范围测定聚合物数均和重均分子量的方法有哪几种如何? 如何? (1)测定数均分子量的方法端基分析法,沸点升高,冰点下降, 测定数均分子量的方法: 答:(1)测定数均分子量的方法:端基分析法,沸点升高,冰点下降,气相渗透压(范围< 范围< ) ) (2)测量重均分子量的方法:光散射法( (2)测量重均分子量的方法:光散射法( 测量重均分子量的方法 3.证明渗透压法测得的分子量为数均分子量. 3.证明渗透压法测得的分子量为数均分子量. 证明渗透压法测得的分子量为数均分子量答:渗透法测定分子量依据为时, 所以: 所以: 即渗透压法测得分子量为数均分子量. 即渗透压法测得分子量为数均分子量. 4.采用渗透压法测得试样1.25e5g/mol, 4.采用渗透压法测得试样 A 和 B 和摩尔质量分别为4.20e5g/mol 和 1.25e5g/mol, 两种试样等质量混合物的数均分子量和重均分子量. 试计算 A,B 两种试样等质量混合物的数均分子量和重均分子量. 答: ;5.35℃时环己烷为聚苯乙烯(无规立构) 溶剂. 聚苯乙烯 5.35℃时,环己烷为聚苯乙烯(无规立构)的θ溶剂.现将 300mg 聚苯乙烯 (ρ=1.05g/cm3,ρ=1.05g/cm3, =1.5e5) 35℃溶于环己烷中,试计算:(1)第二 =1.5e5)于35℃溶于 150ml 环己烷中,试计算:(1)第二 A2;(2)溶液的渗透压溶液的渗透压. 维利系数 A2;(2)溶液的渗透压. 答:(1) :(1 ;(2 ;(2) 6.某聚苯乙烯试样经分级后得到个级分. 6.某聚苯乙烯试样经分级后得到 5 个级分.用光散射法测定了各级分的重均分子量,用粘度法(22℃,二氯乙烯溶液)测定了各级分的特征粘度, 子量,用粘度法(22℃,二氯乙烯溶液)测定了各级分的特征粘度,结果如下所示: 所示: e -4 [η],dl/g 0.308 0.0405 1.55 0.122 48.0 1.38 56.8 1.42 157 2.78 Mark方程[η]=KMα试计算 Mark-Houwink 方程[η]=KMα中的两个参数 K 和α. 7.推导一点法测定特性粘度的公式: 7.推导一点法测定特性粘度的公式: 推导一点法测定特性粘度的公式 (1) [η]= (2) [η]= 证明:(1 证。

第1章高分子的链结构1.写出聚氯丁二烯的各种可能构型，举例说明高分子的构造。

等。

举例说明高分子链的构造：线形：聚乙烯，聚α-烯烃环形聚合物：环形聚苯乙烯，聚芳醚类环形低聚物梯形聚合物：聚丙烯腈纤维受热，发生环化形成梯形结构支化高分子：低密度聚乙烯交联高分子：酚醛、环氧、不饱和聚酯，硫化橡胶，交联聚乙烯。

2．构象与构型有何区别？聚丙烯分子链中碳—碳单键是可以旋转的，通过单键的内旋转是否可以使全同立构聚丙烯变为间同立构聚丙烯？为什么？答：（1）区别：构象是由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化，而构型则是分子中由化学键所固定的原子在空间的排列；构象的改变不需打破化学键，而构型的改变必须断裂化学键。

（2）不能，碳-碳单键的旋转只能改变构象，却没有断裂化学键，所以不能改变构型，而全同立构聚丙烯与间同立构聚丙烯是不同的构型。

3.为什么等规立构聚丙乙烯分子链在晶体中呈螺旋构象，而间规立构聚氯乙烯分子链在晶体中呈平面锯齿构象？答（1）由于等归立构聚苯乙烯的两个苯环距离比其范德华半径总和小，产生排斥作用，使平面锯齿形（…ttt…）构象极不稳定，必须通过C-C键的旋转，形成31螺旋构象，才能满足晶体分子链构象能最低原则。

（2）由于间规聚氯乙烯的氯取代基分得较开，相互间距离比范德华半径大，所以平面锯齿形构象是能量最低的构象。

4.哪些参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征？答：（1）空间位阻参数（或称刚性因子），值愈大，柔顺性愈差；（2）特征比Cn，Cn值越小，链的柔顺性越好；（3）连段长度b，b值愈小，链愈柔顺。

5．聚乙烯分子链上没有侧基，内旋转位能不大，柔顺性好。

该聚合物为什么室温下为塑料而不是橡胶？答：这是由于聚乙烯分子对称性好，容易结晶，从而失去弹性，因而在室温下为塑料而不是橡胶。

6.从结构出发，简述下列各组聚合物的性能差异：（1）聚丙烯睛与碳纤维；（2）无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯；（3）顺式聚1，4-异戊二烯（天然橡胶）与反式聚1，4-异戊二烯（杜仲橡胶）。

1. 构型与构象有何区别？聚丙烯分子链中碳－碳单键是可以旋转的，通过单建的内旋转是否可以使全同立构的聚丙烯变为间同立构的聚丙烯？为什么?答：构型：是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。

构象：由于分子中的单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。

全同立构聚丙烯与间同立聚丙烯是两种不同构型，必须有化学键的断裂和重排。

3. 哪些参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征？答： 空间位阻参数δ212,20⎥⎦⎤⎢⎣⎡=r f h h δ答：因为等规PS 上的苯基基团体积较大，为了使体积较大的侧基互不干扰，必须通过C －C 键的旋转加大苯基之间的距离，才能满足晶体中分子链构象能量最低原则；对于间规PVC 而言，由于氢原子体积小，原子间二级近程排斥力小，所以，晶体中分子链呈全反式平面锯齿构象时能量最低。

δ越大,柔顺性越差；δ越小，柔顺性越好；特征比C n 220nl h c n =对于自由连接链 c n =1对于完全伸直链c n =n ，当n→∞时，c n 可定义为c ∞，c ∞越小，柔顺性越好。

链段长度b ：链段逾短，柔顺性逾好。

7.比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释。

解：（1）PE>PVC>PAN主链均为C －C 结构，取代基极性－CN ﹥－Cl ，所以，聚丙烯腈的柔顺性较聚氯乙烯差；（2）2>1>31与3中都含有芳杂环，不能内旋转；3中全为芳环，柔顺性最差；主链中-O-会增加链的柔顺性；（3）3>2>1因为1中取代基的比例较大，沿分子链排布距离小，数量多，分子链内旋转困难；2和3中均含有孤立双键，易内旋转，故柔顺性较好。

（4）2>1>32中取代基对称排列，分子偶极矩极小，易内旋转；3中极性取代基较中比例大，分子内旋转困难，故柔顺性最差。

第2章 聚合物的凝聚态结构1. 名词解释凝聚态：物质的物理状态，是根据物质的分子运动在宏观力学性能上的表现来区分的，通常包括固体、液体和气体。

1.（1）构象是指原子或原子基团围绕单键内旋转而产生的空间排列。

在高分子中又分为微构象和宏构象，宏构象能够反映出高分子链在空间的形状。

构型是指分子中的化学键所固定的原子在空间的几何排列。

这种排列是稳定的，要改变构型必须经过化学键的断裂和重组。

而分子构造是指聚合物分子的各种形状。

（2）通过单键的旋转不能使全同立构变为间同立构，因为由全同立构变为间同立构需要改变分子构型，发生键的断裂和重组，单键的旋转只能改变聚丙烯分子的构象，不能改变分子的构型。

2.(1）聚丙烯腈与碳纤维：聚丙烯腈是单链结构，而碳纤维是双链结构，内旋转困难，所以碳纤维的柔性更差。

（2）无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯：等规立构聚丙烯的分子结构更规整，结晶能力更强，因此柔性更差。

（3）顺式聚1，4-异戊二烯（天然橡胶）与反式聚1，4-异戊二烯（杜仲胶）前者在室温下是橡胶而后者却是塑料：反式结构排列更加规整，因此结晶能力强而柔性差，因此前者在室温下是橡胶后者是塑料。

（4）高密度聚乙烯、低密度聚乙烯与交联聚乙烯：高密度聚乙烯的支化程度小，而低密度聚乙烯支化程度较大，交联聚乙烯分子相互交联，支链越长对链的内旋转阻碍越大，因此三者的柔性依次下降。

第1章高分子的链结构1.写出聚氯丁二烯的各种可能构型。

等。

2．构象与构型有何区别？聚丙烯分子链中碳—碳单键是可以旋转的，通过单键的内旋转是否可以使全同立构聚丙烯变为间同立构聚丙烯？为什么？答：（1）区别：构象是由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化，而构型则是分子中由化学键所固定的原子在空间的排列；构象的改变不需打破化学键，而构型的改变必须断裂化学键。

（2）不能，碳-碳单键的旋转只能改变构象，却没有断裂化学键，所以不能改变构型，而全同立构聚丙烯与间同立构聚丙烯是不同的构型。

3.为什么等规立构聚丙乙烯分子链在晶体中呈31螺旋构象，而间规立构聚氯乙烯分子链在晶体中呈平面锯齿构象？答（1）由于等归立构聚苯乙烯的两个苯环距离比其范德华半径总和小，产生排斥作用，使平面锯齿形（…ttt…）构象极不稳定，必须通过C-C键的旋转，形成31螺旋构象，才能满足晶体分子链构象能最低原则。

（2）由于间规聚氯乙烯的氯取代基分得较开，相互间距离比范德华半径大，所以平面锯齿形构象是能量最低的构象。

4.哪些参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征？答：（1）空间位阻参数（或称刚性因子），值愈大，柔顺性愈差；（2）特征比Cn，Cn值越小，链的柔顺性越好；（3）连段长度b，b值愈小，链愈柔顺。

5．聚乙烯分子链上没有侧基，内旋转位能不大，柔顺性好。

该聚合物为什么室温下为塑料而不是橡胶？答：这是由于聚乙烯分子对称性好，容易结晶，从而失去弹性，因而在室温下为塑料而不是橡胶。

6.从结构出发，简述下列各组聚合物的性能差异：（1）聚丙烯睛与碳纤维；（2）无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯；（3）顺式聚1，4-异戊二烯（天然橡胶）与反式聚1，4-异戊二烯（杜仲橡胶）。

（4）高密度聚乙烯、低密度聚乙烯与交联聚乙烯。

7.比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释。

解：8.某单烯类聚合物的聚合度为104，试估算分子链完全伸展时的长度是其均方根末端距的多少倍？（假定该分子链为自由旋转链。

高分子物理答案详解（第三版）第1章高分子的链结构1.写出聚氯丁二烯的各种可能构型。

等。

2．构象与构型有何区别？聚丙烯分子链中碳—碳单键是可以旋转的，通过单键的旋转是否可以使全同立构聚丙烯变为间同立构聚丙烯？为什么？答：（1）区别：构象是由于单键的旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化，而构型则是分子中由化学键所固定的原子在空间的排列；构象的改变不需打破化学键，而构型的改变必须断裂化学键。

（2）不能，碳-碳单键的旋转只能改变构象，却没有断裂化学键，所以不能改变构型，而全同立构聚丙烯与间同立构聚丙烯是不同的构型。

3.为什么等规立构聚丙乙烯分子链在晶体中呈31螺旋构象，而间规立构聚氯乙烯分子链在晶体中呈平面锯齿构象？答（1）由于等归立构聚苯乙烯的两个苯环距离比其德华半径总和小，产生排斥作用，使平面锯齿形（…ttt…）构象极不稳定，必须通过C-C键的旋转，形成31螺旋构象，才能满足晶体分子链构象能最低原则。

（2）由于间规聚氯乙烯的氯取代基分得较开，相互间距离比德华半径大，所以平面锯齿形构象是能量最低的构象。

4.哪些参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征？答：（1）空间位阻参数（或称刚性因子），值愈大，柔顺性愈差；（2）特征比Cn，Cn值越小，链的柔顺性越好；（3）连段长度b，b值愈小，链愈柔顺。

5．聚乙烯分子链上没有侧基，旋转位能不大，柔顺性好。

该聚合物为什么室温下为塑料而不是橡胶？答：这是由于聚乙烯分子对称性好，容易结晶，从而失去弹性，因而在室温下为塑料而不是橡胶。

6.从结构出发，简述下列各组聚合物的性能差异：（1）聚丙烯睛与碳纤维；（2）无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯；（3）顺式聚1，4-异戊二烯（天然橡胶）与反式聚1，4-异戊二烯（杜仲橡胶）。

（4）高密度聚乙烯、低密度聚乙烯与交联聚乙烯。

7.比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释。

解：8.某单烯类聚合物的聚合度为104，试估算分子链完全伸展时的长度是其均方根末端距的多少倍？（假定该分子链为自由旋转链。

高分子物理答案详解〔第三版〕第1章高分子的链结构1.写出聚氯丁二烯的各种可能构型。

等。

2．构象与构型有何区别？聚丙烯分子链中碳—碳单键是可以旋转的，通过单键的内旋转是否可以使全同立构聚丙烯变为间同立构聚丙烯？为什么？答：〔1〕区别：构象是由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化，而构型那么是分子中由化学键所固定的原子在空间的排列；构象的改变不需打破化学键，而构型的改变必须断裂化学键。

〔2〕不能，碳-碳单键的旋转只能改变构象，却没有断裂化学键，所以不能改变构型，而全同立构聚丙烯与间同立构聚丙烯是不同的构型。

3.为什么等规立构聚丙乙烯分子链在晶体中呈31螺旋构象，而间规立构聚氯乙烯分子链在晶体中呈平面锯齿构象？答〔1〕由于等归立构聚苯乙烯的两个苯环距离比其范德华半径总和小，产生排斥作用，使平面锯齿形〔…ttt…〕构象极不稳定，必须通过C-C键的旋转，形成31螺旋构象，才能满足晶体分子链构象能最低原那么。

〔2〕由于间规聚氯乙烯的氯取代基分得较开，相互间距离比范德华半径大，所以平面锯齿形构象是能量最低的构象。

4.哪些参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征？答：〔1〕空间位阻参数〔或称刚性因子〕，值愈大，柔顺性愈差；〔2〕特征比Cn，Cn值越小，链的柔顺性越好；〔3〕连段长度b，b值愈小，链愈柔顺。

5．聚乙烯分子链上没有侧基，内旋转位能不大，柔顺性好。

该聚合物为什么室温下为塑料而不是橡胶？答：这是由于聚乙烯分子对称性好，容易结晶，从而失去弹性，因而在室温下为塑料而不是橡胶。

6.从结构出发，简述以下各组聚合物的性能差异：〔1〕聚丙烯睛与碳纤维；〔2〕无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯；〔3〕顺式聚1，4-异戊二烯〔天然橡胶〕与反式聚1，4-异戊二烯〔杜仲橡胶〕。

〔4〕高密度聚乙烯、低密度聚乙烯与交联聚乙烯。

(1)线性高分子梯形高分子(2 非晶高分子结晶性高分子(3)柔性(4)高密度聚乙烯为平面锯齿状链，为线型分子，模量高，渗透性小，结晶度高，具有好的拉伸强度、劲度、耐久性、韧性；低密度聚乙烯支化度高于高密度聚乙烯〔每1000 个主链C 原子中约含15～35 个短支链〕，结晶度较低，具有一定的韧性，放水和隔热性能较好；交联聚乙烯形成了立体网状的结构，因此在韧性、强度、耐热性等方面都较高密度聚乙烯和低密度聚乙烯要好。

第1章 高分子链的结构1. 写出聚氯丁二烯的各种可能构型。

略2. 构型与构象有何区别？聚丙烯分子链中碳－碳单键是可以旋转的，通过单建的内旋转是否可以使全同立构的聚丙烯变为间同立构的聚丙烯？为什么?答：构型：是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。

构象：由于分子中的单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。

全同立构聚丙烯与间同立聚丙烯是两种不同构型，必须有化学键的断裂和重排。

3. 为什么等规立构聚苯乙烯分子链在晶体中呈31螺旋构象，而间规立构聚氯乙稀分子链在晶体中呈平面锯齿构象？答：因为等规PS 上的苯基基团体积较大，为了使体积较大的侧基互不干扰，必须通过C －C 键的旋转加大苯基之间的距离，才能满足晶体中分子链构象能量最低原则；对于间规PVC 而言，由于氢原子体积小，原子间二级近程排斥力小，所以，晶体中分子链呈全反式平面锯齿构象时能量最低。

4. 哪些参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征？答： 空间位阻参数δ212,20⎥⎦⎤⎢⎣⎡=r f h h δ δ越大,柔顺性越差；δ越小，柔顺性越好； 特征比C n 220nl h c n =对于自由连接链 c n =1对于完全伸直链c n =n ，当n→∞时，c n 可定义为c ∞，c ∞越小，柔顺性越好。

链段长度b ：链段逾短，柔顺性逾好。

5. 聚乙烯分子链上没有侧基，内旋转位能不大，柔顺型好。

该聚合物为什么室温下为塑料而不是橡胶？答：因为聚乙烯结构规整，易结晶，故具备了塑料的性质，室温下聚乙烯为塑料而不是橡胶。

6. 从结构出发，简述下列各组聚合物的性能差异：(1) 聚丙烯腈与碳纤维；线性高分子 梯形高分子(2)无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯；非晶高分子 结晶性高分子(3)顺式聚1,4-异戊二烯(天然橡胶)与反式聚1,4-异戊二烯;柔性(4)高密度聚乙烯、低密度聚乙烯与交联聚乙烯。

高密度聚乙烯为平面锯齿状链，为线型分子，模量高，渗透性小，结晶度高，具有好的拉伸强度、劲度、耐久性、韧性；低密度聚乙烯支化度高于高密度聚乙烯（每1000个主链C 原子中约含15～35个短支链），结晶度较低，具有一定的韧性，放水和隔热性能较好；交联聚乙烯形成了立体网状的结构，因此在韧性、强度、耐热性等方面都较高密度聚乙烯和低密度聚乙烯要好。

高分子物理答案详解（第三版）第1章高分子的链结构1.写出聚氯丁二烯的各种可能构型。

等。

举例说明高分子链的构造：线形：聚乙烯，聚α-烯烃环形聚合物：环形聚苯乙烯，聚芳醚类环形低聚物梯形聚合物：聚丙烯腈纤维受热，发生环化形成梯形结构支化高分子：低密度聚乙烯交联高分子：酚醛、环氧、不饱和聚酯，硫化橡胶，交联聚乙烯。

2．构象与构型有何区别？聚丙烯分子链中碳—碳单键是可以旋转的，通过单键的内旋转是否可以使全同立构聚丙烯变为间同立构聚丙烯？为什么？答：（1）区别：构象是由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化，而构型则是分子中由化学键所固定的原子在空间的排列；构象的改变不需打破化学键，而构型的改变必须断裂化学键。

（2）不能，碳-碳单键的旋转只能改变构象，却没有断裂化学键，所以不能改变构型，而全同立构聚丙烯与间同立构聚丙烯是不同的构型。

3.为什么等规立构聚丙乙烯分子链在晶体中呈31螺旋构象，而间规立构聚氯乙烯分子链在晶体中呈平面锯齿构象？答（1）由于等归立构聚苯乙烯的两个苯环距离比其范德华半径总和小，产生排斥作用，使平面锯齿形（…ttt…）构象极不稳定，必须通过C-C键的旋转，形成31螺旋构象，才能满足晶体分子链构象能最低原则。

（2）由于间规聚氯乙烯的氯取代基分得较开，相互间距离比范德华半径大，所以平面锯齿形构象是能量最低的构象。

4.哪些参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征？答：（1）空间位阻参数（或称刚性因子），值愈大，柔顺性愈差；（2）特征比Cn，Cn值越小，链的柔顺性越好；（3）连段长度b，b值愈小，链愈柔顺。

5．聚乙烯分子链上没有侧基，内旋转位能不大，柔顺性好。

该聚合物为什么室温下为塑料而不是橡胶？答：这是由于聚乙烯分子对称性好，容易结晶，从而失去弹性，因而在室温下为塑料而不是橡胶。

6.从结构出发，简述下列各组聚合物的性能差异：（1）聚丙烯睛与碳纤维；（2）无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯；（3）顺式聚1，4-异戊二烯（天然橡胶）与反式聚1，4-异戊二烯（杜仲橡胶）。

高分子物理第三版（华幼卿著）课后习题答案下载
高分子物理是研究高分子物质物理性质的科学。

今天要与大家分享的是高分子物理第三版（华幼卿著），希望对大家有帮助!
高分子物理是研究高分子的构造、性能及其相互关系的学科，它与高分子材料的合成、加工、改性、应用等都有非常密切的内在联系。

因为只有掌握了高分子构造与性能之间的内在联系及其规律，才能有的放矢地指导高分子的设计与合成，合理地选择和改性高分子材料，并正确地加工成型各种高分子制品。

高分子物理课程建立在物理化学、高分子化学、固体物理、材料力学等课程的根底之上，同时又是高分子材料、高分子成型加工等课程的根底，是高等学校高分子材料科学与工程专业最重要的专业根底课程之一。

高分子与低分子的区别在于前者相对分子质量很高，通常将相对分子质量高于约1万的称为高分子，相对分子质量低于约1000的称为低分子。

相对分子质量介于高分子和低分子之间的称为低聚物(又名齐聚物)。

一般高聚物的相对分子质量为10^4~10^6，相对分子质量大于这个范围的又称为超高相对分子质量聚合物。

高分子化合物的主要构造特点是：
(1) 相对分子质量大，相对分子质量往往存在着分布;
(2) 分子间相互作用力大;分子链有柔顺性;
(3) 晶态有序性较差，但非晶态却具有一定的有序性。

高分子的构造是非常复杂的，整个高分子构造是由不同层次所组成的，可分为三个主要构造层次。

由于高分子构造的特点，使高分子具有如下根本性质：比重小，比强度高，弹性，可塑性，耐磨性，绝缘性，耐腐蚀性，抗射线。

此外，高分子不能气化，常难溶，粘度大等特性也与构造特点密切相关。

1.
2.
3.
4.。

第1章高分子的链结构1.写出聚氯丁二烯的各种可能构型，举例说明高分子的构造。

等。

举例说明高分子链的构造：线形：聚乙烯，聚α-烯烃环形聚合物：环形聚苯乙烯，聚芳醚类环形低聚物梯形聚合物：聚丙烯腈纤维受热，发生环化形成梯形结构支化高分子：低密度聚乙烯交联高分子：酚醛、环氧、不饱和聚酯，硫化橡胶，交联聚乙烯。

2．构象与构型有何区别？聚丙烯分子链中碳—碳单键是可以旋转的，通过单键的内旋转是否可以使全同立构聚丙烯变为间同立构聚丙烯？为什么？答：（1）区别：构象是由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化，而构型则是分子中由化学键所固定的原子在空间的排列；构象的改变不需打破化学键，而构型的改变必须断裂化学键。

（2）不能，碳-碳单键的旋转只能改变构象，却没有断裂化学键，所以不能改变构型，而全同立构聚丙烯与间同立构聚丙烯是不同的构型。

3.为什么等规立构聚丙乙烯分子链在晶体中呈螺旋构象，而间规立构聚氯乙烯分子链在晶体中呈平面锯齿构象？答（1）由于等归立构聚苯乙烯的两个苯环距离比其范德华半径总和小，产生排斥作用，使平面锯齿形（…ttt…）构象极不稳定，必须通过C-C键的旋转，形成31螺旋构象，才能满足晶体分子链构象能最低原则。

（2）由于间规聚氯乙烯的氯取代基分得较开，相互间距离比范德华半径大，所以平面锯齿形构象是能量最低的构象。

4.哪些参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征？答：（1）空间位阻参数（或称刚性因子），值愈大，柔顺性愈差；（2）特征比Cn，Cn值越小，链的柔顺性越好；（3）连段长度b，b值愈小，链愈柔顺。

5．聚乙烯分子链上没有侧基，内旋转位能不大，柔顺性好。

该聚合物为什么室温下为塑料而不是橡胶？答：这是由于聚乙烯分子对称性好，容易结晶，从而失去弹性，因而在室温下为塑料而不是橡胶。

6.从结构出发，简述下列各组聚合物的性能差异：（1）聚丙烯睛与碳纤维；（2）无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯；（3）顺式聚1，4-异戊二烯（天然橡胶）与反式聚1，4-异戊二烯（杜仲橡胶）。

第1章高分子的链结构2.构象与构型有何区别?聚丙烯分子链中碳—碳单键是可以旋转的,通过单键的内旋转是否可以使全同立构聚丙烯变为间同立构聚丙烯?为什么?答:(1)区别:构象是由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化,而构型则是分子中由化学键所固定的原子在空间的排列; 变化,;构象的改变不需打破化学键,而构型的改变必须断裂化学键. 需打破化学键,. (2)不能,碳-碳单键的旋转只能改变构象,却没有断裂化学键,所以不能改变构型,而全同立构聚丙烯与间同立构聚丙烯是不同的构型.3.为什么等规立构聚丙乙烯分子链在晶体中呈 31 螺旋构象,而间规立构聚氯乙烯分子链在晶体中呈平面锯齿构象? 烯分子链在晶体中呈平面锯齿构象?答(1)由于等归立构聚苯乙烯的两个苯环距离比其范德华半径总和小,产生排斥作用,使平面锯齿形(…ttt…)构象极不稳定,必须通过 C-C 键的旋转,形螺旋构象,才能满足晶体分子链构象能最低原则. 成 31 螺旋构象,才能满足晶体分子链构象能最低原则. (2)由于间规聚氯乙烯的氯取代基分得较开,相互间距离比范德华半径大,所以平面锯齿形构象是能量最低的构象. 以平面锯齿形构象是能量最低的构象.4.哪些参数可以表征高分子链的柔顺性?如何表征?答:(1)空间位阻参数(或称刚性因子) , 值愈大,柔顺性愈差; : (2)特征比 Cn(,Cn 值越小,链的柔顺性越好; (3)连段长度 b,b 值愈小,链愈柔顺.5.聚乙烯分子链上没有侧基,内旋转位能不大,柔顺性好.该聚合物为什么室温下为塑料而不是橡胶?答:这是由于聚乙烯分子对称性好,容易结晶,从而失去弹性,因而在室温下为塑料而不是橡胶.第2章聚合物的凝聚态结构1.名词解释凝聚态:为物质的物理状态,是根据物质的分子运动在宏观力学性能上的表现来区分的,通常包括固体,液体和气体.内聚能密度: CED 定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量,单位:晶系:根据晶体的特征对称元素所进行的分类.结晶度:试样中的结晶部分所占的质量分数(质量结晶度积结晶度 ).取向:聚合物的取向是指在某种外力作用下,分子链或其他结构单元沿着外力作用方向的择优排列.高分子合金的相容性:两种或两种以上高分子,通过共混形成微观结构均一程度不等的共混物所具有的亲和性.2.什么叫内聚能密度?它与分子间作用力的关系如何?如何测定聚合物的内聚能密度? :答:(1)内聚能密度:CED 定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量,单位: ) (2)内聚能密度在 300 能密度在 400 以下的聚合物,分子间作用力主要是色散力; 以上的聚合物,分子链上有强的极性基团或者分子间能形成氢键;内聚能密度在 300-400，分子间相互作用居中3.聚合物在不同条件下结晶时,可能得到哪几种主要的结晶形态? 聚合物在不同条件下结晶时态的特征是什么?答:(1)可能得到的结晶形态:单晶,树枝晶,球晶,纤维状晶,串晶,柱晶, 伸直链晶体(2)形态特征: 单晶:分子链垂直于片晶平面排列,晶片厚度一般只有 10nm 左右; 树枝晶:许多单晶片在特定方向上的择优生长与堆积形成树枝状; 球晶:呈圆球状,在正交偏光显微镜下呈现特有的黑十字消光,有些出现同心环; 纤维状晶:晶体呈纤维状,长度大大超过高分子链的长度;串晶: 在电子显微镜下, 串晶形如串珠; 柱晶:中心贯穿有伸直链晶体的扁球晶,呈柱状; 伸直链晶体:高分子链伸展排列晶片厚度与分子链长度相当.4.测定聚合物的结晶度的方法有哪几种?简述其基本原理.不同方法测得的结晶度是否相同?为什么?答: (1 密度法, 射线衍射法,量热法;(2 密度法的依据: 规整堆砌,故晶区密度大于非晶区密度; X 射线衍射法的依据:总的相干散射强度等于晶区和非晶区相干散射强度之和。

高分子物理答案（第三版）第1章高分子的链结构1.写出聚氯丁二烯的各种可能构型。

等。

2．构象与构型有何区别？聚丙烯分子链中碳—碳单键是可以旋转的，通过单键的内旋转是否可以使全同立构聚丙烯变为间同立构聚丙烯？为什么？答：（1）区别：构象是由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化，而构型则是分子中由化学键所固定的原子在空间的排列；构象的改变不需打破化学键，而构型的改变必须断裂化学键。

（2）不能，碳-碳单键的旋转只能改变构象，却没有断裂化学键，所以不能改变构型，而全同立构聚丙烯与间同立构聚丙烯是不同的构型。

3. 为什么等规立构聚丙乙烯分子链在晶体中呈31螺旋构象，而间规立构聚氯乙烯分子链在晶体中呈平面锯齿构象？答（1）由于等归立构聚苯乙烯的两个苯环距离比其范德华半径总和小，产生排斥作用，使平面锯齿形（…ttt…）构象极不稳定，必须通过C-C键的旋转，形成31螺旋构象，才能满足晶体分子链构象能最低原则。

（2）由于间规聚氯乙烯的氯取代基分得较开，相互间距离比范德华半径大，所以平面锯齿形构象是能量最低的构象。

4. 哪些参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征？答：（1）空间位阻参数（或称刚性因子），值愈大，柔顺性愈差；（2）特征比Cn，Cn值越小，链的柔顺性越好；（3）连段长度b，b值愈小，链愈柔顺。

5．聚乙烯分子链上没有侧基，内旋转位能不大，柔顺性好。

该聚合物为什么室温下为塑料而不是橡胶？答：这是由于聚乙烯分子对称性好，容易结晶，从而失去弹性，因而在室温下为塑料而不是橡胶。

6. 从结构出发，简述下列各组聚合物的性能差异：（1）聚丙烯睛与碳纤维；（2）无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯；（3）顺式聚1，4-异戊二烯（天然橡胶）与反式聚1，4-异戊二烯（杜仲橡胶）。

（4）高密度聚乙烯、低密度聚乙烯与交联聚乙烯。

7. 比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释。

解：8. 某单烯类聚合物的聚合度为104，试估算分子链完全伸展时的长度是其均方根末端距的多少倍？（假定该分子链为自由旋转链。

第1章高分子链的结构1.写出聚氯丁二烯的各种可能构型。

略2.构型与构象有何区别？聚丙烯分子链中碳－碳单键是可以旋转的，通过单建的内旋转是否可以使全同立构的聚丙烯变为间同立构的聚丙烯？为什么?答：构型：是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。

构象：由于分子中的单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。

全同立构聚丙烯与间同立聚丙烯是两种不同构型，必须有化学键的断裂和重排。

3.为什么等规立构聚苯乙烯分子链在晶体中呈31螺旋构象，而间规立构聚氯乙稀分子链在晶体中呈平面锯齿构象？答：因为等规PS上的苯基基团体积较大，为了使体积较大的侧基互不干扰，必须通过C－C键的旋转加大苯基之间的距离，才能满足晶体中分子链构象能量最低原则；对于间规PVC 而言，由于氢原子体积小，原子间二级近程排斥力小，所以，晶体中分子链呈全反式平面锯齿构象时能量最低。

4. 哪些参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征？答： 空间位阻参数δ 212,20⎥⎦⎤⎢⎣⎡=r f h h δ δ越大,柔顺性越差；δ越小，柔顺性越好；特征比C n 220nl h c n =对于自由连接链 c n =1 对于完全伸直链c n =n ，当n→∞时，c n可定义为c∞，c∞越小，柔顺性越好。

链段长度b：链段逾短，柔顺性逾好。

5.聚乙烯分子链上没有侧基，内旋转位能不大，柔顺型好。

该聚合物为什么室温下为塑料而不是橡胶？答：因为聚乙烯结构规整，易结晶，故具备了塑料的性质，室温下聚乙烯为塑料而不是橡胶。

6. 从结构出发，简述下列各组聚合物的性能差异：(1)聚丙烯腈与碳纤维；线性高分子梯形高分子(2)无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯；非晶高分子结晶性高分子(3)顺式聚1,4-异戊二烯(天然橡胶)与反式聚1,4-异戊二烯;柔性(4)高密度聚乙烯、低密度聚乙烯与交联聚乙烯。

高密度聚乙烯为平面锯齿状链，为线型分子，模量高，渗透性小，结晶度高，具有好的拉伸强度、劲度、耐久性、韧性；低密度聚乙烯支化度高于高密度聚乙烯（每1000个主链C原子中约含15～35个短支链），结晶度较低，具有一定的韧性，放水和隔热性能较好；交联聚乙烯形成了立体网状的结构，因此在韧性、强度、耐热性等方面都较高密度聚乙烯和低密度聚乙烯要好。

⾼分⼦物理⾦⽇光课后习题答案第1章⾼分⼦链的结构1. 写出聚氯丁⼆烯的各种可能构型。

略2. 构型与构象有何区别聚丙烯分⼦链中碳－碳单键是可以旋转的，通过单建的内旋转是否可以使全同⽴构的聚丙烯变为间同⽴构的聚丙烯为什么答：构型：是指分⼦中由化学键所固定的原⼦在空间的⼏何排列。

构象：由于分⼦中的单键内旋转⽽产⽣的分⼦在空间的不同形态。

全同⽴构聚丙烯与间同⽴聚丙烯是两种不同构型，必须有化学键的断裂和重排。

3. 为什么等规⽴构聚苯⼄烯分⼦链在晶体中呈31螺旋构象，⽽间规⽴构聚氯⼄稀分⼦链在晶体中呈平⾯锯齿构象答：因为等规PS 上的苯基基团体积较⼤，为了使体积较⼤的侧基互不⼲扰，必须通过C －C 键的旋转加⼤苯基之间的距离，才能满⾜晶体中分⼦链构象能量最低原则；对于间规PVC ⽽⾔，由于氢原⼦体积⼩，原⼦间⼆级近程排斥⼒⼩，所以，晶体中分⼦链呈全反式平⾯锯齿构象时能量最低。

4. 哪些参数可以表征⾼分⼦链的柔顺性如何表征答：空间位阻参数δ212,2=r f h h δδ越⼤,柔顺性越差；δ越⼩，柔顺性越好；特征⽐C n 220nl h c n =对于⾃由连接链 c n =1对于完全伸直链c n =n ，当n→∞时，c n 可定义为c ∞，c ∞越⼩，柔顺性越好。

链段长度b ：链段逾短，柔顺性逾好。

5. 聚⼄烯分⼦链上没有侧基，内旋转位能不⼤，柔顺型好。

该聚合物为什么室温下为塑料⽽不是橡胶答：因为聚⼄烯结构规整，易结晶，故具备了塑料的性质，室温下聚⼄烯为塑料⽽不是橡胶。

6. 从结构出发，简述下列各组聚合物的性能差异： (1) 聚丙烯腈与碳纤维；线性⾼分⼦梯形⾼分⼦(2)⽆规⽴构聚丙烯与等规⽴构聚丙烯；⾮晶⾼分⼦结晶性⾼分⼦(3)顺式聚1,4-异戊⼆烯(天然橡胶)与反式聚1,4-异戊⼆烯; 柔性(4)⾼密度聚⼄烯、低密度聚⼄烯与交联聚⼄烯。

⾼密度聚⼄烯为平⾯锯齿状链，为线型分⼦，模量⾼，渗透性⼩，结晶度⾼，具有好的拉伸强度、劲度、耐久性、韧性；低密度聚⼄烯⽀化度⾼于⾼密度聚⼄烯（每1000个主链C 原⼦中约含15～35个短⽀链），结晶度较低，具有⼀定的韧性，放⽔和隔热性能较好；交联聚⼄烯形成了⽴体⽹状的结构，因此在韧性、强度、耐热性等⽅⾯都较⾼密度聚⼄烯和低密度聚⼄烯要好。